Knowledge base
Un dry cooler è uno scambiatore di calore raffreddato ad aria che raffredda un liquido - acqua o, più spesso, una miscela di acqua e glicole - soffiando o aspirando aria ambiente attraverso una batteria di tubi alettati. Nulla evapora e nulla viene consumato: il calore passa semplicemente dal liquido caldo attraverso la parete del tubo e le alette fino all'aria, che lo porta via. Il nome deriva dai settori HVAC e di processo; nel settore dei gruppi elettrogeni e delle centrali la stessa macchina si chiama radiatore remoto, e TECS la costruisce con questo nome.
Questa guida spiega come funziona un dry cooler, che cosa ne determina le dimensioni, dove viene usato e dove raggiunge i suoi limiti.
Come funziona un dry cooler
Il cuore dell'unità è la batteria: file di tubi in rame o acciaio, espansi in sottili alette di alluminio distanziate di pochi millimetri. Il liquido scorre all'interno dei tubi, l'aria tra le alette, e le alette moltiplicano la superficie lato aria di un fattore da dieci a venti, perché l'aria trasporta il calore molto peggio dell'acqua. Ventilatori assiali sopra o accanto alla batteria muovono l'aria; il telaio, i collettori, gli attacchi e il quadro di comando completano l'unità.
Il liquido caldo entra nella batteria a un'estremità ed esce più freddo dall'altra; l'aria entra a temperatura ambiente ed esce più calda. La differenza tra la temperatura di uscita del liquido e l'aria ambiente - l'approach - è ciò che l'unità deve ottenere, e quanto più piccolo è l'approach, tanto più grande è la batteria. Un dry cooler non può mai raffreddare il liquido al di sotto della temperatura dell'aria ambiente: è questa la differenza rispetto a una torre di raffreddamento evaporativa, e il motivo per cui si sceglie un dry cooler dove l'acqua scarseggia o l'impianto deve restare asciutto.
Da che cosa dipende la dimensione
Tre grandezze definiscono il carico: il calore da dissipare in kW, la portata del liquido con la sua temperatura di ingresso e la temperatura dell'aria ambiente di progetto. Da queste il progettista ricava la superficie della batteria, il numero di ranghi e il passo delle alette, e i ventilatori che forniscono la portata d'aria contro la perdita di carico della batteria. Una quarta grandezza, la perdita di carico ammessa lato liquido, decide come vengono circuitati i tubi.
La temperatura ambiente conta più di qualsiasi altro dato. Un'unità progettata per 35 °C ha un approach confortevole in una giornata estiva europea; lo stesso carico a 50 °C dispone di un terzo di differenza di temperatura in meno e richiede una batteria corrispondentemente più grande o più aria. L'altitudine rarefà l'aria - circa il 10 % di densità in meno ogni 1.000 m - così un ventilatore sposta meno massa e la batteria richiede ancora più portata d'aria o più superficie. Un sito caldo, in quota o umido va quindi indicato nella richiesta e nella scheda tecnica, perché la potenza riportata vale per quelle condizioni.
Dove si usano i dry cooler
Ovunque un liquido debba essere raffreddato e l'aria sia l'unico pozzo di calore: data center e relativi chiller, raffreddamento di processo nell'industria, condensatori degli impianti frigoriferi e soprattutto i circuiti di raffreddamento dei motori. Un gruppo elettrogeno, un motore a gas in un impianto di cogenerazione o in una centrale a motori cede al proprio refrigerante un terzo dell'energia del combustibile, e un dry cooler - il radiatore remoto - posto all'esterno porta quel calore all'aria. Per i motori moderni, circuiti separati a bassa e ad alta temperatura sono realizzati in un unico involucro.
La disposizione segue il sito: un'unità orizzontale con ventilatori in alto dove c'è terreno, un'unità verticale contro una griglia dove l'aria è canalizzata, un'unità a V dove molte unità devono stare su un'area ridotta. I ventilatori EC a velocità variabile permettono all'unità di funzionare silenziosamente a carico parziale e di rispettare un limite sonoro al confine; passi alette più larghi la mantengono efficiente in un sito polveroso; alette in AlMg2.5 e rivestimento epossidico la fanno durare su una costa.
Dry cooler, radiatore o torre di raffreddamento?
I termini si sovrappongono. Un dry cooler e un radiatore remoto sono la stessa macchina vista da due settori; un radiatore in senso stretto è il raffreddatore montato sul motore, sullo skid del gruppo elettrogeno; una torre di raffreddamento è una macchina diversa, che fa evaporare acqua e raggiunge temperature inferiori al bulbo secco ambiente, al prezzo di consumo e trattamento dell'acqua. La guida di confronto qui sotto mette a fianco le tre soluzioni.
TECS progetta e costruisce dry cooler come radiatori remoti per gruppi elettrogeni, centrali, cogenerazione e data center, nelle disposizioni orizzontale, verticale e a V, a circuito singolo o LT/HT, con scheda tecnica, disegno dimensionale, curva del ventilatore e dati acustici di ogni unità. Invii il carico termico, la portata, le temperature e le condizioni del sito, oppure la scheda tecnica del motore, e il progetto Le tornerà sotto forma di proposta.
In sintesi
- Un dry cooler raffredda un liquido con l'aria ambiente tramite una batteria di tubi alettati e ventilatori; nulla evapora
- Non può raffreddare al di sotto della temperatura dell'aria ambiente; l'approach decide la dimensione
- Carico termico, portata, temperature e temperatura ambiente di progetto sono i dati di ingresso; altitudine e umidità cambiano il risultato
- Disposizioni orizzontale, verticale e a V, a circuito singolo o LT/HT
- Nel settore dei gruppi elettrogeni la stessa macchina è un radiatore remoto
- TECS li costruisce per motori, centrali, cogenerazione e data center
Per far progettare un dry cooler
- Calore da dissipare, oppure marca e modello del motore con la relativa scheda dati di raffreddamento
- Portata del liquido, temperatura di ingresso e temperatura di uscita richiesta
- Liquido: acqua o miscela di glicole e relativa percentuale
- Temperatura ambiente di progetto, umidità e altitudine del sito
- Perdita di carico ammessa lato liquido
- Limite sonoro, spazio disponibile e alimentazione elettrica dei ventilatori
Domande frequenti
Un dry cooler è la stessa cosa di un radiatore?
Funzionalmente sì: entrambi sono batterie di tubi alettati con ventilatori che cedono all'aria il calore di un liquido. «Dry cooler» è il termine HVAC e di processo, «radiatore remoto» quello dei gruppi elettrogeni; «radiatore» da solo di solito indica l'unità montata sul motore, sullo skid.
Quanto può raffreddare l'acqua un dry cooler?
Mai più dell'aria. In pratica il liquido esce di alcuni kelvin al di sopra della temperatura a bulbo secco dell'aria ambiente; quanto più ridotto è l'approach, tanto più grande e costosa è l'unità. Per temperature inferiori a quella ambiente servono un chiller o un raffreddatore evaporativo.
Un dry cooler consuma acqua?
No. È il suo principale vantaggio rispetto a una torre di raffreddamento: nessuna acqua di reintegro, nessun trattamento dell'acqua, nessun trascinamento, nessun rischio di legionella e nessuna vasca che gela in inverno. Una miscela di glicole protegge il circuito stesso dal gelo.
Che cos'è un dry cooler adiabatico?
Un dry cooler con un pannello bagnato o uno spruzzo davanti alla batteria, che raffredda per evaporazione l'aria in ingresso solo nei giorni più caldi. Guadagna alcuni kelvin di approach con un modesto consumo d'acqua e si usa dove la temperatura ambiente di progetto è molto elevata.
Come si indica la potenza di un dry cooler?
In kW dissipati a una data temperatura di ingresso e di uscita del liquido, con una data portata e percentuale di glicole, e a una data temperatura ambiente e altitudine. Una potenza senza queste condizioni non significa nulla; la scheda tecnica TECS le riporta tutte.
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Ci invii la potenza termica, le temperature e le portate dei fluidi, le condizioni ambientali e i vincoli di installazione. Le risponderemo con una proposta di progetto, oppure ci scriva su WhatsApp.
